【摘 要】
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在风力发电初期,风电场并网后容易因电网电压故障造成严重的脱网事故。针对此现象,应用了低电压穿越技术,大大改善了风电场并网能力,但低电压穿越技术的研究对象主要以单台风机为主,关于风电场的研究甚少,因此使得一些技术并不能让风电场完全满足低电压穿越的技术标准,需要从其他方面考虑提高系统的并网性能。另外因对称故障下的电压跌落情况最严重,所以本文研究了电网电压对称故障下集电线路阻抗对低电压穿越性能的影响。为
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在风力发电初期,风电场并网后容易因电网电压故障造成严重的脱网事故。针对此现象,应用了低电压穿越技术,大大改善了风电场并网能力,但低电压穿越技术的研究对象主要以单台风机为主,关于风电场的研究甚少,因此使得一些技术并不能让风电场完全满足低电压穿越的技术标准,需要从其他方面考虑提高系统的并网性能。另外因对称故障下的电压跌落情况最严重,所以本文研究了电网电压对称故障下集电线路阻抗对低电压穿越性能的影响。为了使风电场并网结构性能提高且经济损耗在可行范围内,将阻抗最小、经济最优相结合对风电场集电线路进行优化,建立目标函数求解。而优化算法存在多种,针对本文目标函数的求解,提出了蒙特卡洛法与遗传算法两种优化方式。经数据对比分析,遗传算法比蒙特卡洛法优化出的数据结果更具准确性和参考性,且遗传算法的目标函数能被运用于多种风机台数的场合,所得的优化算法更具备实用性。本文主要研究内容如下:（1）阐述并比较了不同种类的风力发电系统模型和特点,推导了永磁同步发电机和变流器的数学模型,研究了变流器的控制方式,为风电场等值模型的建立奠定基础。（2）分析了不同种风电场集电线路阻抗等效方式,建立了风电场等效模型,研究了风电场低电压穿越集电线路的阻抗特性,经仿真验证集电线路等值阻抗越小风电场线路并网系统结构性能越强。（3）介绍了蒙特卡洛法及其特性,建立了某12台风机的风电场集电线路等效阻抗和经济性的数学模型,将两条件下的数学模型整理成目标函数,利用MATLAB编程求解优化结果并验证了其准确性。（4）针对蒙特卡洛法的局限性,提出了遗传算法优化,改进了蒙特卡洛算法中的线路等值模型,建立了线路的等效阻抗和经济性的数学模型和优化目标函数,求解并对比优化结果,验证得遗传算法及等效阻抗方式更胜一筹。
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